浅析带电粒子在不同变化的电容器电场中的运动

带电粒子在平行板电容器中的运动 ,它涉及到电学和力学的问题 ,由于综合程度较高 ,所以是高中物理的难点之一 .粒子在电场中的运动由粒子初速度和粒子所受的电场力 (或与重力的合力 )两个因素决定 ,速度方向可能与合力方向平行 ,也可能与合力方向垂直 .电场力又为电容器两板上的电压变化所制约 ,故粒子的运动情况比较复杂 .本文以电压的种类为出发点 ,对这一问题进行分类分析 .一、电压为方波形1 .初速度为零例 1　如图 1所示 ,A、B是一对平行的金属板 ,在两板间加一周期为 T的交变电压 U,A板的电势 UA=0 ,B板的电势 UB 随时间的变化规律为 :在 0到 T/2时间内 ,UB=U0 (正的常数 ) ;在 T/2到 T的时间内 ,UB=- U0 ;在 T到 3T/2的时间内 ,UB=U0 ;在 3T/2到2 T的时间内 ,UB=- U0 ;……下列关于粒子的运动情况的说法中正确的是 [　　 ]图 1A.在 t=0时无初速释放 ,则粒子一定能打到 B板上B.在 t=0时无初速释放 ,粒子在满足一定条件的情况下才会打到 B板上C.在 t=T/4时无初速释放 ,则粒子一定能打到 B板上D.在 t=T/4时无初...     

用图解法巧解2002年全国高考物理第20题

2002年全国高考物理第20题是一道需要应用力电知识解答的综合题,可巧妙应用图解法来解答 [题目]如图1所示,A、B为水平放置的平行金属板,板间距离为d(d远小于板的长和宽),在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U_0,则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图2的随时间t变化的电压U。在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0,已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰。求图2中U改变的各时刻t_1、t_2、t_3及t_n的表达式。(质点开始从中点上升到最高点,及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中,电压只改变一次。)     

图解带电粒子在交变电场中的运动(高二、高三)

带电粒子在交变电场中的运动是一大难点,我发现用图象解决此类问题大为方便. 例1 在两个平行金属板A、B上加如图1所示的交变电压,其最大值为U,周期为T.在t=0时刻,A板处有一个质量为m,电量为q的正离子从静止开始向B板运动(离子重力不计,开始时刻A板电势较     

创新百题赏析

1.如图1所示,在xOy坐标系内,两平行极板P、Q垂直于y轴,且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电量为+q,速度相同且重力不计的带电粒子,在0～3t0时间内两板间加上如图2所示的电压(不考虑极板边缘的影响).     

高中物理中“青蛙跳井”题型例析

我国古代有一道非常有名的数学题:一口井,一丈深,一只青蛙往上跳,白昼上跳三尺,夜晚下滑二尺,几日跳出井口来?相信很多人在小学时就都做过。现在,笔者要谈的是,青蛙跳井模型在高中物理解题中的一些应用。例1如图1所示,A、B是真空中放置距离为d的一对平行金属板,在两板之间加一个如图2所示的周期性变化的电场。t=0时刻B板电势比A板高U,且满足U=(2md~2)/(qT~2)。带电量为+q,质量为m的粒子,在t=1/8 T时刻从紧靠B板右侧     

探讨带电粒子的运动极点

例1 如图1所示,A1和A2是两块面积很大,互相平行且相距较近的带电金属板,两板间距为d,两板间的电势差为U．同时,两板间还有垂直于电场方向的匀强磁场B．一束电子以很小的速度从带负电的A2板上的小孔进入两板间,为使电子不碰到带正电的A1板,磁场的磁感应强度B至少为多大？（电子质量为m,电荷量为-e）     

用ν—t图象求解一道高考题

1994年高考物理试卷畔,多选题第19题,一般用定性分析即可得出评分标准中的结果。在这里再用v—t图象来仔细讨论一下该题 题目:图1中A、B是一对平行金属板。在两板间加上一周期为了的交变电压U_0,A板的电势U_A=0,B板的电势U_B随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,U_B=U_0(正整常数);在T/2到T的时间内。U_B=-U_0;在T到(3T)/2的时间内,U_B=U_0;在(3T)/2到2T的时间内,U_B=-U_0;……现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略。     

一道几何动态型探索题的解析

题目　 ( 2 0 0 3年南通市 )如图 1 ,在菱形ABCD中 ,AB=1 0 ,∠BAD =60°,点M从点A以每秒 1个单位长的速度沿着AD边向点D移动 ;设点M移动的时间为t(秒 ) ( 0 ≤ t≤1 0 ) .( 1 )点N为BC边上任意一点 ,在点M移动过程中 ,线段MN是否一定可以将菱形分割成面积相等的两部分 ?并说明理由 ;( 2 )点N从点B(与点M出发的时刻相同 )以每秒 2个单位长的速度沿着BC边向点C移动 ,在什么时刻 ,梯形ABNM的面积最大 ?并求出面积最大值 ;( 3 )点N从点B(与点M出发的时刻相同 )以每秒a(a≥ 2 ) 个单位长的速度沿着射线BC方向 (可以越过C点 )移动…     

数学奥林匹克问题

本期问题初339如图1,P、Q分别是正方形ABCD边AB、BC上的点,且AP=CQ,⊙O是过C、D、Q三点的圆,PE与⊙O切于点E.证明:PE=BQ.初340已知在一条直线l上的两点A、B之间的距离为10 000 cm,在A、B处各有一个可移动的挡板,并分别设为1号板、2号板.假设在A和B之间有一个乒乓球,且沿着直线l朝一个方向运动时是匀速的.开始时,1号板和乒乓球同时从点A处沿着直线l向点B的方向匀速运动,且速度分别为4 cm/s,5 cm/s,并假设1号板的速度始终保     

高中物理电、磁学易错题解题技巧分析

<正>电、磁学部分是整个高中物理学习的重难点部分,为了帮助同学们突破这一重难点的学习,下面以实际例题为依托,就此部分习题解答中常见的几种易错题型进行分析。一、对运动理解不透彻例1假如平行金属板A、B中间的小孔与板面垂直,且两金属板间的距离为l,若在这两个金属板上加入低频交流电压,则A板电势为0,B板电势u=U0cosωt。在不考虑初速度和重力等物理因素的前提下,一个电子在t=0时经过金属板A上的小孔进入     

用图像法巧解一道物理竞赛题

原题.(第20届物理竞赛预赛第7题)图1中,A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板,加上周期为T的交流电压,在两板间产生交变的匀强电场.已知B板电势为0,A板电势UA随时间变化的规律如图2所示,其中UA的最大值为U0,最小值为一2U.在图1中,虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面,此面到A和B的距离皆为l.在此平面所在处,不断地产生电荷量为q、质量为m的带负电的微粒,各个时刻产生带电微粒的机会均等.这种微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动.设微粒一旦碰到金属板,它就附在板上不再运动.且其电荷量同时消失,不影响A、B板的电压.已知上述的T、U0、l、q和m等各量的值正好满足等式l2=3/16U0q/2m(T/2)2.若在交流电压变化的每个周期T内,平均产生320个上述微粒,试论证在t=0到t=T/2这段时间内产生的微粒中,有多少可到达A板(不计重力和微粒之间的相互作用).     

创新百题赏析

1．如图1所示，板长为L的平行板电容器倾斜固定放置，极板与水平线夹角0-30°，某时刻一质量为D＇t，带电荷量为q的小球由电容器正中央的A点静止释放，小球离开电场时速度方向是水平的，（提示：离开的位置不一定是极板边缘）落到距离A点高度为h的水平面的B点处，在B点放置一绝缘弹性平板M，当平板与水平面的夹角a一45。时，小...     

“如果ω小于某个值ω_0,l小于某个值l_0”——一条1993年物理高考题的讨论

1993年高考物理试卷中,多选题第19题,是个内涵很丰富的题目,虽然定性分析也可以得出评分说明中的结果,但从较高层次来理解和讨论该题仍有必要。 [题目] 图1中A、B是一对中间开有小孔的平行金属板,两小孔的连线与金属板互相垂直,两极板的距离为l。两极板间加上低频交流电压,A极电势为零,B板电势u=U_(0cosωl)。现在一电子在l=0时穿过A板上的小孔射入电场。设初速度和重力的影响均可忽略不计。则电子在两极板问可能 (A)以AB间某一点为平衡位置来回振动。 (B)时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板。 (C)一直向B板运动,最后穿出B板,如果ω小于     

转化方法巧解运动学问题

1巧换参照系 题目如图1所示，A、B两个质点分别以速率vA、vB做匀速直线运动．t=0时刻，它们位于图示位置，此时A、B相距为d，A的运动方向由A指向B，B的运动方向与A、     

在坐标系中比较两个角的大小

例1如图1,矩形OABC的两边在坐标轴上,连接AC,抛物线y=x^2-4x-2经过A,B两点． （1）求A点坐标及线段AB的长; （2）若点P由点A出发以每秒1个单位的速度沿AB边向点B移动,1秒后点Q也由点A出发以每秒7个单位的速度沿AO,OC,CB边向点B移动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止移动,设点P的移动时间为t秒．     

利用v-t图象 巧解电学问题

我们在解运动学问题的过程中,时常对某些题利用v-t图象法来求解,从而巧妙地解决了许多难以解决的问题.今用下述一题来说明v-t图象在解电学问题中的妙用. 题目真空中有足够大的两个相互平行的金属板A、B,它们之间的距离为d,两板之间的电压UAB按图1的变化规律作周期性变化,其周期为T.在t=0时刻,一带正电的粒子仅在电场力的作用下,由A板从静止开始向B板运动,并在T=nT(n为自     

应用直角坐标系平移分析一道竞赛题

[第 2 0届全国中学生物理竞赛预赛试题第七题 ]图 1中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板 ,加上周期为T的交流电压 ,在两板间产生交变的匀强电场 ,已知B板电势为零 ,A板电势UA 随时间变化的规律如图 2所示 ,其中UA 的最大值为U0 ,最小值为 -2U0 .在图 1中虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面 ,此面到A和B的距离皆为l.在此面所在处 ,不断地产生电量为 q、质量为m的带负电的微粒 ,各个时刻产生带电微粒的机会均等 ,这种微粒产生后 ,从静止出发在电场力的作用下运动 .设微粒一旦碰到金属板 ,它就附在板上不再运动 ,且其电量…     

妙"招"解赛题

题目如图1所示,均匀磁场的方向垂直纸面向里,磁感强度B随时间t变化,B=B0-ki(k为大于零的常数),现有两个完全相同的均匀金属圆环相互交叠并固定在图1所示位置,环面处于图中纸面内,圆环的半径为R,电阻为r,相交点的电接触良好,两个环的接触点A与C的劣弧对圆心O的张角为60°,求t=t0时,每个环所受的均匀磁场的作用力.不考虑感应电流之间的作用(摘自第十八局全国中学生物理竞赛复赛,第四题).     

2006年高考文综模拟题(三)

第Ⅰ卷(选择题,共140分)一、本卷共35小题,每小题4分,共计140分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。图1为地球运动示意图。读图1,回答1～4题。30°40°50°40°甲乙N图21.当地球运行到A点时,下列情况可能出现的是A.我国北方进入雨季B.南亚进入雨季C.好望角炎热干燥D.巴西高原一片葱绿2.神舟六号飞船发射和返回的日期之间A.地球由F向G方向移动,速度愈来愈快B.地球由E向H方向移动,速度愈来愈快C.地球由F向G方向移动,速度愈来愈慢D.地球由H向E方向移动,速度愈来愈慢3.当地球运行在G点时A.亚洲大陆等压线闭合,数值中…     

动态几何问题的解题规律

先看《代数》第三册第67页上一个复习题:如图1,在△ABC中,∠B=90°,点P从点A开始沿AB边向点B以1厘米/秒的速度移动,点Q从点B开始沿BC边向点C以2厘米/秒的速度移动,如果P,Q分别从A,B同时出发,几秒后△P-BQ的面积等于8平方厘米?设t秒后△PBQ的面积等于8平方厘米,则AP=t厘米,PB=(6-t)厘米;BQ=2t厘米.图1依题意得,21(6-t)2t=8.整理得,t2-6t+8=0.t1=2,t2=4.答:略.这是设置在《代数》书中的问题,主要考查根据面积公式列出一元二次方程求解.其实这便是动态几何问题.经过深入研究,我们还可以挖掘出更丰富的问题如下:(1)多少秒后,PQ与A…